衛星通信發展現狀及前景展望

田有朋 李紅超 中國人民解放軍31032 部隊

衛星通信具有覆蓋區域大，通信距離遠、頻帶寬、容量大，信道質量好、傳輸性能穩定等諸多優勢特點，不僅在軍事領域具有強的應用優勢，對人類生產、生活的其它領域也具有巨大的應用價值。本文基于衛星通訊的特點及重要作用，就其發展現狀和前景進行一些探討。

1 衛星通信相關技術發展現狀

1.1 調制解調技術

QPSK、OQPSK 等是衛星通信中最常用的調制方式，近年來，高速數據傳輸的需求推動了高階調制方式的研究與應用，其中APSK調制在衛星電視廣播及衛星寬帶移動通信中具有良好的應用前景。

格形編碼調制-TCM 將信道編碼與調制整合在一起，在不降低頻帶及功率效率的情況下，能夠獲得良好的編碼增益，在原理上是一種很好的體制，但其譯碼復雜度較高且不便于再級聯外碼以進一步降低誤碼率，因此應用并不廣泛。多載波調制方式OFDM 由于其抗多徑衰落能力強而在地面蜂窩網移動通信中成為重要的調制技術，目前，OFDM 已經成功應用于在衛星與地面基站相結合的移動數字電視廣播系統中并已形成相關標準。

1.2 糾錯編碼技術

BER 即信息傳輸的誤比特率，各類通信業務對此都有最高限度要求。在數據傳輸和解調后達到最高誤比特率限度要求需要很高的鏈路信噪比，對發射功率會存在很大浪費。采用糾錯編碼技術與調制結合，只須損失極小的頻帶效率就可以使數據信息傳輸的誤比特率降低若干數量級，獲得良好的編碼增益。并行級聯形式的Turbo 碼和低密度奇偶效驗碼LDPC 是目前最為先進的兩種信道編碼算法。這種信道編碼算法的突出特點是結合了比特交織技術，能有效地糾正突發錯誤且譯碼門限比卷積碼更低，能在較高的碼率下獲得較大的編碼增益。

1.3 擴頻通信技術

擴頻通信是為克服衛星通信信道開放特性所導致的隱蔽性差、抗干擾能力弱等缺點而產生的一種技術。因此該技術主要應用于隱蔽通信和軍事抗干擾通信。基于DSSS 利用GEO 衛星透明轉發器可構成隱蔽性很強的重疊通信系統，將功率譜密度極低的DSSS 信號重疊在其他正在進行通信的強信號之上進行較低比特率的通信，則信號具有高度的隱蔽性。跳頻（FH）比DSSS 更容易將信號頻譜擴展到更寬的頻率范圍，可獲得更高的處理增益。只要跳頻范圍足夠寬、跳速足夠快，再配合衛星多波束天線技術從空間躲避可能的干擾，通信的安全性就有充分的保障。

1.4 多址復用技術

無線通信的4 種基本多址方式為頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)和隨機競爭多址(Aloha)，其中Aloha常常用于多址接入的呼叫申請。多址方式對應的復用方式為FDM、TDM、CDM 及其組合也常常伴隨著相應的多址方式出現。FDMA 因其實現簡單而最早在衛星通信中得到廣泛應用，而將FDMA 與TDMA 相結合，形成多頻TDMA 即MF-TDMA，則是擴大用戶容量的一條有效途徑。MF-TDMA 既適于基于透明轉發器構成的系統，也適于有星上處理的系統，因此將有長足的發展和應用。

1.5 空間激光通信技術

空間激光通信技術是指用激光束作為信息載體在自由空間進行通信，既可作為衛星間的高速傳輸鏈路，也可作為衛星與地面站之間的通信鏈路。空間激光通信的主要優點是：通信容量大、功耗低、可靠性高、保密性好、發射機體積小和質量輕。美國在新一代的衛星通信系統中均采用了星間激光通信鏈路來提高系統的性能；我國空間激光通信研究已在地面和海上進行過成功實驗，用于衛星鏈路的研究正在進行。

2 衛星通信的應用和產業化發展

衛星通信的應用主要還是在軍事領域。由于衛星通信所具有的特點及獨特優勢，其在軍事領域的應用受到了廣泛的關注，尤其是隨著現代戰爭信息化程度的不斷提升，軍用通信衛星正成為現代軍事領域的戰略制高點。目前，美國、英國、法國等國家均擁有較為成熟的軍用衛星通信系統，如美國國防衛星通信系統DSCS 以及WGS；英國的新一代軍用衛星通信系統Skynet-5；法軍的新一代通信衛星系統的Syracuse-3 等。

衛星通信在國外一些發達國家早已實現產業化，衛星通信的產業鏈十分完善。我國衛星通信產業的發展主要還是由國有資本組織運作，基本是由軍用衛星通信發展所帶動。就目前來說，我國在衛星通信領域的發展尚存在一些技術短板，所擁有的核心專利也比較少，這使得我國衛星通信產業在國際競爭中處于不利地位，尤其是在民用衛星通信領域，市場基本被國外公司所占據。

3 衛星通信的前景展望

地面移動蜂窩網絡的快速發展，使得衛星通信在民用領域的發展相對較為緩慢，但衛星通信所具有的無疑覆蓋等優勢，無疑使其始終具備發展的潛力。目前，衛星通信接入因特網仍是一些國際通信企業的重要研究方向，谷歌公司、Space X 公司等在此方面均提出了各自的發展計劃，由此可見，衛星通信除軍事領域的應用外，未來的發展前景勢必將集中在民用領域即因特網接入方面，雖然從當前的現狀來說，衛星通信接入因特網在短期內仍是地面覆蓋不足的一種補充，但從長遠來說，民用衛星通信在規模和實際效益將會遠遠超過軍用衛星通信。